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Milliped
Insbesondere mehrjährige Forschungsarbeit im IBM Almaden Research Center (San Jose)
1998 gelang es BINNIG im IBM-Zürich-Laboratorien das Muster eines Speichersystems vorzustellen
5 × 5 Abtastspitzen in einem Feld von 25 mm 2 benutzt, Anzahl wurde später mehrfach erhöht
2002 bereits 64 × 64 = 4096 RKM-Spitzen ⇒ Milliped (Tausendfüßler)
Spitzen an biegsamen, V-förmigen Federzungen = Balken = Cantilever (englisch frei schwebend), 1998 = 50 µm lang
Vollständige Struktur in MEMS-Technologie (micro electro mechanical systems) auf Silizium-Basis hergestellt
Unter Cantilever-Array ein mikromechanisch in definierten feinen Schritten verschiebbares Substrat = 6 × 6 mm 2
Maximaler Rasterabstand des Cantilevers etwa 100 µm in x- und y-Richtung, Speicherdichte ≈ TBit/inch 2
System muss sehr erschütterungsarm gelagert werden.
Auf Substrat eine etwa 20 nm dünne Schicht eines speziellen Polymers, im Schleuderverfahren aufgebracht
Ursprünglich PMMA (Poly-methyl-meth-acrylat), inzwischen besser geeignete Polymere, Beständigkeit > 3 Jahre
Speichervorgänge mehrfach geändert, ab 2002:
Aufzeichnen Spitze = Stromwärme ≈1 µs auf etwa 200 °C erhitzt → Vertiefung = 1 mit ∅ = 10 - 50 nm, ≈50 000 Bit/s
Wiedergabe thermischer (Piezo-) Sensor ca. 100 °C erhitzt: 1 sinkt Spitze ins Loch
So Sensor näher kalter Kunststoffschicht als bei einer 0 → kühlt sich stärker ab. 100 000 Mal lesbar
Löschen zunächst nur global: Kunststoffschicht auf ≈ 150 °C erhitzt glättet die Oberfläche, Löcher verschwinden
Ab 2000 lokale Löschung ≈ Aufzeichnung 1, jedoch dicht neben der Bit-Position: neue Mulde glättet
So mehrfaches Wiederbeschreiben möglich.
2005 sollte ein Nano-Laufwerke (englisch nanodrive) auf den Markt kommen
Leistung von 100 mW, Größe ähnlich CF-Karten, sehr großer Kapazität, hohen Parallelität → mehreren MBit/s
Als Erinnerung an die IBM-Lochkarte auch als Mikro-Lochkarte bezeichnet
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Nano-Technik
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Versuch einer Definition
Seit 1995 gewaltige Entwicklung. Erster Überblick [Rubahn].
Bis heute kein theoretisches oder lehrbares Gebäude und kein einheitlicher Inhalt
Technisch nutzbare Möglichkeiten liegen noch weit in der Zukunft
In einer Nano-Prognose von 2002 wurden aber bereits für 2008 und 2011 Milliarden-$-Umsätze abgeschätzt!?
So besteht Gefahr, dass Nanotechnik, -technologie usw. zu inhaltslosen Schlagwörtern verkommen könnten
Wichtig ist das selbstorganisierte Entstehen (englisch: self-assembling) von Clustern
Für Nano-Technik entsprechendes Zusammenwachsen von Atomen und Molekülen zu einer festen Einheit
Prozesse müssen gemäß Vorbild der Natur (bottom-up) gesucht und dann technisch realisiert werden
Es entstehen häufig spezielle strukturelle, magnetische und elektronische Eigenschaften
auch Quantenpunkte sind möglich (s. u.)
Beispiele: magnetische Strukturen aus PtFe → magnetische Speicherung
≈10 nm PbS- und magnetische Eisenoxyd-Partikel → magnetooptische Speicherung
Besonders wichtig sind spezielle C-Strukturen (s. u.)
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Englisch cluster Büschel, Menge, Haufen, Traube, Schwarm, Begriff sonst vielfältig benutzt, z. B.:
• Medizin: Zellwucherungen
• Musik: viele übereinandergestellte kleine Intervalle
• Rechentechnik: Zentral-Computer mit den angeschlossenen Rechnern
• Chemie: nichtstöchiometrische chemische Verbindungen aus direkt verknüpften, durch Liganden stabilisierte
Metallatomen
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